結構健康檢測

結構健康檢測技術是近年來新出現的一種對建筑物或構筑物進行常規“體檢”和“健康”監測的重要手段,主要方法就是利用智能傳感儀器對建筑物或構筑物結構進行實時監測、動態管理和趨勢研判。

結構健康檢測


通過在被監測對象內部或表面預埋或附加各類傳感器組成監測網絡,實時感知建筑物結構對自身服役狀態、外部環境侵蝕、極端荷載作用、周邊擾動入侵等行為響應的重要信息,以便對其損傷破壞、性能退化、運營效率等健康狀況作出智能評估和決策,為建筑結構的安全使用、維護管養和壽命預測提供科學依據。


結構健康監測(SHM,Structure Health Monitoring)是針對工程結構長期服役安全的需求,建立一種狀態監測、特征識別和狀態評估的自動化系統,為結構的管理和養護提供決策支撐。結構健康監測將傳統離線、靜態、異步的人工檢測方法,轉變為了在線、動態、同步的現代監測技術。


結構健康檢測


簡而言之,就是監控建筑物安全狀態的一種手段


一套完整的結構健康監測系統通常包括五個部分,即傳感器子系統、數據采集子系統、數據傳輸子系統、數據存儲與管理子系統、結構預警與評估子系統。

  1. 1.傳感器子系統。傳感器子系統主要由能夠感測環境與荷載作用、結構響應、結構幾何變形、結構耐久性這四類物理量的傳感元件組成,依據結構力學原理進行優化布設,實現對結構整體和局部性能的全面感知。

  2. 2.數據采集子系統。數據采集子系統包括硬件采集設備和軟件模塊,以實時、定時、觸發或混合的模式采集各個待感測物理量,其需要對各種類型傳感器信號進行同時控制、同步采集和高速解調,實現監測數據的高質量獲取。

  3. 3.數據傳輸子系統。數據傳輸子系統包括傳輸線纜、交換機、信號收發器和放大器等,以總線型、環型、星型、樹型或混合型結構進行組網,通過有線或無線的方式將采集的數據傳輸到數據存儲與管理子系統。

  4. 4.數據存儲與管理子系統。數據存儲與管理子系統可以由中心數據庫、數據管理軟件及硬件等組成,提供監測數據和結構自身信息的存儲、查詢、調用和簡單統計分析功能。

  5. 5.結構預警與評估子系統。結構預警與評估子系統主要由高性能計算機和專業分析軟件組成,其功能是對預處理過的數據進行力學分析,包括模型修正、模態識別、損傷診斷、狀態評估、壽命預測、維護決策等。




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